專利名稱：一種用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆注系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鑄造澆注系統(tǒng)，尤其涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座的鑄造澆注系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
上海汽輪機(jī)廠是國(guó)內(nèi)最早設(shè)計(jì)、生產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的廠家之一。在21世紀(jì)初，上海電氣迎來(lái)了燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的又一重大機(jī)遇。在2000年我國(guó)開始實(shí)施“西氣東輸”工程時(shí)，上海電氣就明確了燃?xì)廨啓C(jī)新高地建設(shè)的目標(biāo)，提出了上海要建成一個(gè)綜合性的能為用戶全方位服務(wù)的燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)基地的目標(biāo)。2001年，在國(guó)家“以市場(chǎng)換技術(shù)”的大背景下，上海電氣與西門子建立了合作伙伴關(guān)系，從西門子引進(jìn)了一系列燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)。本公司試制的F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座上半鑄件，單重13500kg，外形長(zhǎng)4008mm，寬2004mm，高1267mm，呈喇叭形(見圖1)。鑄件高壓力區(qū)執(zhí)行德國(guó)TLV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，鑄件整體進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),其中超聲波檢測(cè)須達(dá)到DIN EN 1268-3標(biāo)準(zhǔn)中的2級(jí)要求；磁粉檢測(cè)須達(dá)到DIN EN 1369標(biāo)準(zhǔn)中的3級(jí)要求，即要求在鑄件內(nèi)部不得有影響鑄件使用的縮孔、縮松和表面不得有浮渣、裂紋等缺陷。要完成如此高質(zhì)量的鑄件，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤其重要，若采用傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)，顯然不能保證質(zhì)量。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的澆注系統(tǒng)無(wú)論是封閉式、半封閉式還是開放式，都無(wú)法保證金屬液在整個(gè)澆注過(guò)程中的平穩(wěn)流動(dòng)，容易卷氣、紊流，導(dǎo)致浮渣、裂紋以及縮松類缺陷。為了保證鑄件的質(zhì)量，就必須設(shè)計(jì)一種能滿足高質(zhì)量要求的鑄件的澆注系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種合理巧妙的用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆 注系統(tǒng)，設(shè)置二級(jí)分流分配結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)多級(jí)緩沖、減壓、抑制紊流之后的金屬液通過(guò)內(nèi)澆口從鑄件的底部平穩(wěn)地流入，大大提高鑄件的質(zhì)量。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是:一種用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆注系統(tǒng)，包括一個(gè)定量澆口杯、一根直燒道、一根分配橫燒道、兩根分配燒道、一根橫燒道、若干帶有耐火陶瓷過(guò)濾片的過(guò)濾包和若干內(nèi)澆口，內(nèi)澆口位于鑄件底部；所述橫澆道設(shè)置在鑄件內(nèi)、外圈的中間部位，若干內(nèi)澆口均分地交替連接于橫澆道底部和鑄件內(nèi)、外圈的底部，所述橫澆口與內(nèi)澆口之間設(shè)置有帶有耐火陶瓷過(guò)濾片的過(guò)濾包；所述直澆道到橫澆道的結(jié)構(gòu)為兩級(jí)平均分流分配結(jié)構(gòu)，所述直澆道通過(guò)一根分配橫澆道一級(jí)分流分配到兩根分配澆道，兩根分配澆道為二級(jí)分流分配，所述分配澆道的4個(gè)出口均分地設(shè)置于所述橫澆道頂部；所述的直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口通過(guò)樹脂砂造型獲得，所述分配橫澆道和分配澆道由直接埋設(shè)入樹脂砂型中的陶瓷管構(gòu)成。從所述直澆道、分配橫澆道到分配澆道之前為全開放式澆口，從所述分配澆道、橫燒道到內(nèi)燒道為先封閉后開放式燒口。[0008]進(jìn)一步的，所述直澆道、分配橫澆道、分配澆道、橫澆道和內(nèi)澆口的最小截面積之比為:0.71:0.99:1.27:1:1.86。更優(yōu)的，所述直澆道有效截面直徑為120mm，所述分配橫澆道有效截面直徑為100mm，所述分配澆道有效截面直徑為80mm。更優(yōu)的所述內(nèi)澆口平均布置15道，并且所述內(nèi)澆口截面呈進(jìn)一步滿足開放式澆口設(shè)置要求的橢圓形變直徑形狀。燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座是一個(gè)三維尺寸較大，澆注時(shí)平均靜壓頭Hp約330cm的大尺寸鑄件，其生產(chǎn)過(guò)程中如何控制好液流和充型一直是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，本實(shí)用新型將直澆道到橫澆道之間巧妙的設(shè)置為二級(jí)分流分配結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用了不同于傳統(tǒng)工藝的樹脂砂造型、中間段比較復(fù)雜的的二級(jí)分流分配結(jié)構(gòu)通過(guò)陶瓷管造型然后預(yù)制埋設(shè)于砂型中與直澆道、橫澆道前后連接匹配，從而構(gòu)成了更合理的澆注系統(tǒng)；通過(guò)將分配橫澆口及分配澆口設(shè)置在澆注位置的中間偏下，可以降低金屬液從澆口杯到內(nèi)澆口的落差高度。將直澆道、分配橫澆道、分配澆口、橫澆口設(shè)計(jì)成逐級(jí)開放，既保證了金屬液流量，也降低了金屬液在澆口系統(tǒng)中的流速。分配橫澆口和分配澆口起緩沖作用。從直澆道來(lái)的金屬液在經(jīng)過(guò)分配橫澆口和分配澆口的緩沖之后進(jìn)入橫澆口，然后通過(guò)過(guò)濾包中的陶瓷過(guò)濾片過(guò)濾一次 氧化夾雜并進(jìn)一步抑制紊流，經(jīng)過(guò)多級(jí)緩沖、減壓、抑制紊流之后的金屬液通過(guò)內(nèi)澆口從鑄件的底部平穩(wěn)地流入。本實(shí)用新型的這種先開放,中封閉,再開放并配合有陶瓷過(guò)濾片的澆注系統(tǒng)，在陶瓷過(guò)濾片之前的澆注系統(tǒng)起到緩沖、減壓的作用，減小金屬液對(duì)陶瓷過(guò)濾片的沖擊，通過(guò)陶瓷過(guò)濾片抑制紊流，使金屬液按層流狀態(tài)進(jìn)入多道隨形布置的內(nèi)澆口從鑄件底部平穩(wěn)流入，避免翻滾、回流和沖刷型腔，使鑄件受熱均勻，從而能有效減少二次氧化夾渣、有利于鑄件凝固補(bǔ)縮，滿足鑄件的表面和內(nèi)部質(zhì)量要求。作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述直澆道、所述分配橫澆道、所述分配澆道、所述橫澆道和所述內(nèi)澆口的最小截面積之比為:0.71:0.99:1.27:1:1.86，這種澆注系統(tǒng)具有緩沖、減壓和減小紊流的作用。針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座我們選用所述直澆道有效截面直徑為120mm，所述分配橫澆道有效截面直徑為100mm，所述分配澆道有效截面直徑為80mm作為最優(yōu)化的澆口參數(shù)。進(jìn)一步的，所述內(nèi)澆口隨形布置15道，并將內(nèi)澆口截面設(shè)計(jì)成橢圓形變直徑的形狀，進(jìn)一步滿足開放式澆口的設(shè)置要求。本實(shí)用新型的鑄造工藝、澆注系統(tǒng)使得生產(chǎn)中金屬液充型速度能夠控制在< 65cm/s。

圖1為本實(shí)用新型用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為本實(shí)用新型用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖3為澆注系統(tǒng)各澆道結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、直澆道2、分配橫澆道3、分配澆道4、橫澆道5、耐火陶瓷過(guò)濾片 6、過(guò)濾包[0021]7、內(nèi)澆口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖1示出了燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座，該鑄件主體呈內(nèi)外圈喇叭形，本實(shí)用新型采用的樹脂砂造型工藝，其澆注系統(tǒng)包括一個(gè)定量澆口杯、一根直澆道1、一根分配橫澆道2、兩根分配澆道3、一根橫澆道4、15個(gè)帶有耐火陶瓷過(guò)濾片5的過(guò)濾包6和15個(gè)內(nèi)澆口 7，內(nèi)澆口 7位于鑄件底部；所述橫澆道4設(shè)置在鑄件內(nèi)、外圈的中間部位，15個(gè)內(nèi)澆口 7均分地交替連接于橫澆道底部和鑄件內(nèi)、外圈的底部，所述橫澆口 4與內(nèi)澆口 7之間設(shè)置有帶有耐火陶瓷過(guò)濾片5的過(guò)濾包6 ;所述內(nèi)澆口 7截面呈滿足開放式澆口設(shè)置要求的橢圓形變直徑形狀。所述直澆道I到橫澆道4的結(jié)構(gòu)為兩級(jí)平均分流分配結(jié)構(gòu)，所述直澆道I通過(guò)一根分配橫澆道2 —級(jí)分流分配到兩根分配澆道3，兩根分配澆道3為二級(jí)分流分配，所述分配澆道3的4個(gè)出口均分地設(shè)置于所述橫澆道4頂部；所述的直澆道1、橫澆道4和內(nèi)澆口7在樹脂砂造型時(shí)通過(guò)樹脂砂造型獲得，所述分配橫澆道2和分配澆道3為陶瓷管預(yù)制構(gòu)成，在樹脂砂造型時(shí)直接埋入樹脂砂中與所述直澆道I和橫澆道4接合成型。該工藝造型時(shí)，所述過(guò)濾包6及內(nèi)澆口 7位于底箱中，部分所述直澆道I位于蓋箱中，其余部分所述直澆道I位于坭芯中。從所述直澆道1、分配橫澆道2到分配澆道3之前為全開放式澆口，從所述分配澆道3、橫澆道4到內(nèi)澆道7為先封閉后開放式澆口，直澆道1、分配橫澆道2、分配澆道3、橫澆道4和內(nèi)澆口 7的最小截面積之比為:0.71:0.99:1.27:1:1.86，所述直澆道有效截面直徑為120mm，所述分配·橫澆道有效截面直徑為100mm，所述分配澆道有效截面直徑為80mm。當(dāng)然由于天氣溫度、濕度等各種因素的變化，澆口的截面直徑、截面面積之比的參數(shù)也可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。本實(shí)用新型的鑄造工藝、澆注系統(tǒng)使得生產(chǎn)中金屬液充型速度能夠控制在^ 65cm/s。上述15個(gè)帶有耐火陶瓷過(guò)濾片的過(guò)濾包和15個(gè)內(nèi)澆口，隨著單位內(nèi)澆口截面積的變化以及參數(shù)的適應(yīng)性調(diào)整，其個(gè)數(shù)也可以作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆注系統(tǒng)，其特征在于:包括一個(gè)定量燒口杯、一根直燒道、一根分配橫燒道、兩根分配燒道、一根橫燒道、若干帶有耐火陶瓷過(guò)濾片的過(guò)濾包和若干內(nèi)澆口，內(nèi)澆口位于鑄件底部；所述橫澆道設(shè)置在鑄件內(nèi)、外圈的中間部位，若干內(nèi)澆口均分地交替連接于橫澆道底部和鑄件內(nèi)、外圈的底部，所述橫澆口與內(nèi)澆口之間設(shè)置有帶有耐火陶瓷過(guò)濾片的過(guò)濾包；所述直澆道到橫澆道的結(jié)構(gòu)為兩級(jí)平均分流分配結(jié)構(gòu)，所述直澆道通過(guò)一根分配橫澆道一級(jí)分流分配到兩根分配澆道，兩根分配澆道為二級(jí)分流分配，所述分配澆道的4個(gè)出口均分地設(shè)置于所述橫澆道頂部；所述的直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口通過(guò)樹脂砂造型獲得，所述分配橫澆道和分配澆道由直接埋設(shè)入樹脂砂型中的陶瓷管構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆注系統(tǒng)，其特征在于:從所述直澆道、分配橫澆道到分配澆道之前為全開放式澆口，從所述分配澆道、橫澆道到內(nèi)澆道為先封閉后開放式澆口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述直澆道、分配橫澆道、分配澆道、橫澆道和內(nèi)澆口的最小截面積之比為:0.71:0.99:1.27:1:1.86。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述直澆道有效截面直徑為120mm，所述分配橫澆道有效截面直徑為100mm，所述分配澆道有效截面直徑為80mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)澆口平均布置15道，并且所述內(nèi)澆口截 面呈進(jìn)一步滿足開放式澆口設(shè)置要求的橢圓形變直徑形狀。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)軸承座樹脂砂鑄造的澆注系統(tǒng)，包括直澆道、分配橫澆道、分配澆道、橫澆道、過(guò)濾包和內(nèi)澆口；所述直澆道到橫澆道的結(jié)構(gòu)為兩級(jí)平均分流分配結(jié)構(gòu)，直澆道通過(guò)一根分配橫澆道分流分配到兩根分配澆道，再均分分流到橫澆道；直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口通過(guò)造型獲得，分配橫澆道和分配澆道為陶瓷管預(yù)制埋設(shè)。本實(shí)用新型的澆注系統(tǒng)設(shè)置合理巧妙，澆注系統(tǒng)設(shè)置二級(jí)分流分配結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)多級(jí)緩沖、減壓、抑制紊流之后的金屬液通過(guò)內(nèi)澆口從鑄件的底部平穩(wěn)地流入，從而能有效減少二次氧化夾渣、有利于鑄件凝固補(bǔ)縮，滿足鑄件的表面和內(nèi)部質(zhì)量要求，大大提高鑄件的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22C9/08GK203140697SQ20132013640
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者徐德民, 楊明強(qiáng), 何敏峰 申請(qǐng)人:上海宏鋼電站設(shè)備鑄鍛有限公司